第十章铣削与铣刀

1、第十章 铣削与铣刀第一节第一节 铣刀的几何参数铣刀的几何参数 第二节第二节 铣削用量和切削层参数铣削用量和切削层参数第三节第三节 铣削力铣削力第四节第四节 铣削方式铣削方式第五节第五节 铣刀的磨损与铣刀寿命（自学）铣刀的磨损与铣刀寿命（自学）第六节第六节 常用尖齿铣刀的结构特点与应用常用尖齿铣刀的结构特点与应用第七节第七节 可转位面铣刀可转位面铣刀第八节第八节 铲齿成形铣刀铲齿成形铣刀铣铣刀刀的的种种类类与与用用途途铣削运动铣削运动 铣削的主运动是铣刀的旋转运动。进给运动一般铣削的主运动是铣刀的旋转运动。进给运动一般有纵向、横向和垂直进给。有纵向、横向和垂直进给。第一节第一节 铣刀的几何参数铣

2、刀的几何参数一、圆柱形铣刀的几何角度一、圆柱形铣刀的几何角度 螺旋角螺旋角 法前角法前角 和前角和前角 n0后角后角 0costantan0n二、面铣刀的几何角度二、面铣刀的几何角度 由于面铣刀每一个刀齿即为一把车刀。由于面铣刀每一个刀齿即为一把车刀。第二节第二节 铣削用量和切削层参数铣削用量和切削层参数铣铣削削用用量量 铣削速度铣削速度 进给量进给量 背吃刀量背吃刀量 侧吃刀量侧吃刀量 (1)每齿进给量每齿进给量(2)每转进给量每转进给量 (3)每分钟进给量每分钟进给量 zfpaea 圆柱铣刀铣削圆柱铣刀铣削 端铣刀铣削端铣刀铣削切切削削层层参参数数 切削层公称厚度切削层公称厚度：相邻两刀齿

3、所形成的过渡表：相邻两刀齿所形成的过渡表 面间的垂直距离。面间的垂直距离。 切削层公称宽度：切削层公称宽度：切削刃参加工作长度。切削刃参加工作长度。平均总切削层公称横截面积：平均总切削层公称横截面积：切削总面积为各切削总面积为各 刀齿切削面积之和刀齿切削面积之和 。 rzDfhsincosrpDabsin第三节第三节 铣削力铣削力一、铣削总切削力和分力一、铣削总切削力和分力1、切削力切削力FC：总切削力：总切削力在铣刀主运动方向上的在铣刀主运动方向上的分力，消耗功率最多。分力，消耗功率最多。2、垂直切削力垂直切削力FcN：在：在工作平面内，总切削力工作平面内，总切削力在垂直于主运动方向上在垂直

4、于主运动方向上的分力。它使刀杆产生的分力。它使刀杆产生弯曲。弯曲。3、背向力背向力Fp：总切削力：总切削力在垂直于工作平面上的在垂直于工作平面上的分力。分力。圆柱铣刀切削力圆柱铣刀切削力 总切削力沿机床工作总切削力沿机床工作台运动方向分解为三个分台运动方向分解为三个分力：力：1、纵向进给分力纵向进给分力Ff：总切削力：总切削力在纵向进给方向上的分力，在纵向进给方向上的分力，其方向随铣削方式不同而异。其方向随铣削方式不同而异。2、横向进给分力横向进给分力Fe：总切削力：总切削力在横向进给方向上的分力。在横向进给方向上的分力。3、垂直进给分力垂直进给分力FfN：总切削力：总切削力在垂直进给方向上的

5、分力。在垂直进给方向上的分力。222222fNefpcNCFFFFFFF端铣刀切削力端铣刀切削力总切削力：总切削力：第四节第四节 铣削方式铣削方式 逆铣逆铣 顺铣顺铣 逆铣特点：逆铣特点： 切削厚度由薄变厚，即从切削厚度由薄变厚，即从hD=0到到hDmax。切入时，由于。切入时，由于刃口钝圆半径太于瞬时切削厚度，刀齿与工件表面进行挤压和刃口钝圆半径太于瞬时切削厚度，刀齿与工件表面进行挤压和摩擦，刀齿较易磨损。尤其当冷硬现象严重时，更加剧刀齿的摩擦，刀齿较易磨损。尤其当冷硬现象严重时，更加剧刀齿的磨损，并影响已加工表面的质量。磨损，并影响已加工表面的质量。 刀齿作用于工件上的垂直进给分力刀齿作用

6、于工件上的垂直进给分力FfN向上，有挑起工件向上，有挑起工件的趋势，因此要求夹紧可靠。的趋势，因此要求夹紧可靠。 纵向进给力纵向进给力Ff与纵向进给方向相反，使铣床工作台进给机与纵向进给方向相反，使铣床工作台进给机构中的丝杠与螺母始终保持良好的左侧接触，故工作台进给速构中的丝杠与螺母始终保持良好的左侧接触，故工作台进给速度均匀，铣削过程较平稳。度均匀，铣削过程较平稳。 顺铣特点：顺铣特点： 切削厚度由厚变薄，即从切削厚度由厚变薄，即从hDmax到到hD=0 。这样容易切。这样容易切下切屑，刀具磨损较慢，已加工表面质量较高。下切屑，刀具磨损较慢，已加工表面质量较高。 刀齿作用于工件上的垂直进给分

7、力刀齿作用于工件上的垂直进给分力FfN压向工作台，有压向工作台，有利于夹紧工件。利于夹紧工件。 纵向进给力纵向进给力Ff与纵向进给方向相同，当丝杠与螺母存与纵向进给方向相同，当丝杠与螺母存在间隙时，会使工作台带动丝杠向左窜动，造成进给不均，在间隙时，会使工作台带动丝杠向左窜动，造成进给不均，这样一则影响工件表面粗糙度，二则会因进给量突然增大而这样一则影响工件表面粗糙度，二则会因进给量突然增大而损坏刀齿。损坏刀齿。端铣方式：端铣方式：1、对称铣削对称铣削：刀齿切入、切出工件时，切削厚度：刀齿切入、切出工件时，切削厚度hD相同的相同的铣削便为对称铣削。一般端铣时常用这种铣削方式。铣削便为对称铣削。

8、一般端铣时常用这种铣削方式。2、不对称逆铣不对称逆铣：刀齿切入时的切削厚度最小，切出时的切：刀齿切入时的切削厚度最小，切出时的切削厚度最大。削厚度最大。3、不对称顺铣不对称顺铣：刀齿切入、切出时的切削厚度正好与不对：刀齿切入、切出时的切削厚度正好与不对称逆铣相反。称逆铣相反。对称铣削对称铣削不对称逆铣不对称逆铣不对称顺铣不对称顺铣第四节第四节 铣刀的磨损与铣刀寿命铣刀的磨损与铣刀寿命（自学）（自学）第六节第六节 常用尖齿铣刀的结构特点与应用常用尖齿铣刀的结构特点与应用一、圆柱铣刀一、圆柱铣刀 用于加工平面，可用于加工平面，可分为分为粗齿粗齿和和细齿细齿两种。两种。粗齿铣刀具有齿数少、粗齿铣刀具

9、有齿数少、刀齿强度高、容屑空间刀齿强度高、容屑空间大、重磨次数多等特点，大、重磨次数多等特点，适用于粗加工；细齿铣适用于粗加工；细齿铣刀刀齿数多、工作平稳，刀刀齿数多、工作平稳，适用于精加工。适用于精加工。 二、立铣刀二、立铣刀 高速钢立铣刀主要用于加工相互垂直的两平面高速钢立铣刀主要用于加工相互垂直的两平面或凹槽、成形表面等。或凹槽、成形表面等。 端面切削刃不通过中心端面切削刃不通过中心端面切削刃通过中心端面切削刃通过中心 硬硬质质合合金金立立铣铣刀刀整体式整体式可转位式可转位式普通型普通型钻铣型钻铣型螺旋齿型螺旋齿型 可转位螺旋立铣刀可转位螺旋立铣刀模模块块式式螺螺旋旋齿齿立立铣铣 刀刀多

10、用途立铣刀多用途立铣刀三、键槽铣刀三、键槽铣刀 用于铣削圆头封闭键槽。这种铣刀圆柱面和端面用于铣削圆头封闭键槽。这种铣刀圆柱面和端面上都有刀齿，且端面刀齿直接延伸到刀具中心。这上都有刀齿，且端面刀齿直接延伸到刀具中心。这种铣刀因齿数少、螺旋角小，故刚度较好。种铣刀因齿数少、螺旋角小，故刚度较好。三、三面刃铣刀三、三面刃铣刀 主要用来加工沟槽或台阶面。它的圆周上是主主要用来加工沟槽或台阶面。它的圆周上是主切削刃，两侧面是副切削刃。三面刃铣刀按结构可切削刃，两侧面是副切削刃。三面刃铣刀按结构可分为直齿三面刃铣刀、错齿三面刃铣刀和镶齿三面分为直齿三面刃铣刀、错齿三面刃铣刀和镶齿三面刃铣刀刃铣刀 。直

11、齿三面直齿三面刃铣刀刃铣刀错齿三面刃铣刀错齿三面刃铣刀镶齿三面刃铣刀镶齿三面刃铣刀硬质合金可转硬质合金可转位三面刃铣刀位三面刃铣刀五、角度铣刀五、角度铣刀 主要用于加工带角度的沟槽和斜面。主要用于加工带角度的沟槽和斜面。单角铣刀单角铣刀：圆锥切削刃为主切削刃，端面切削刃为副切削刃；：圆锥切削刃为主切削刃，端面切削刃为副切削刃；双角铣刀双角铣刀：两圆锥面上的切削刃均为主切削刃，分对称双角铣：两圆锥面上的切削刃均为主切削刃，分对称双角铣刀和不对称双角铣刀。刀和不对称双角铣刀。 单角铣刀单角铣刀双角铣刀双角铣刀六、模具铣刀六、模具铣刀 用于加工模具型腔或凸模成形表面。由立铣刀演变而成。用于加工模具型

12、腔或凸模成形表面。由立铣刀演变而成。主要分为主要分为圆锥形立铣刀圆锥形立铣刀、圆柱形球头立铣刀圆柱形球头立铣刀和和圆锥形球头立圆锥形球头立铣刀铣刀。可转位球头立铣刀可转位球头立铣刀圆锥形球头立铣刀圆锥形球头立铣刀第七节第七节 可转位面铣刀可转位面铣刀 硬质合金可转位面铣刀硬质合金可转位面铣刀 适用于高速铣削平面，由于它刚适用于高速铣削平面，由于它刚性好、效率高、加工质量好、刀具寿命长，所以得到广泛应性好、效率高、加工质量好、刀具寿命长，所以得到广泛应用。用。可可转转位位面面铣铣刀刀结结构构上压式上压式楔块式楔块式压孔式压孔式带断屑槽刀片带断屑槽刀片轻型切削刀片轻型切削刀片普通切削刀片普通切削刀

13、片重型切削刀片重型切削刀片压压孔孔式式第八节第八节 铲齿成形铣刀铲齿成形铣刀 成形铣刀成形铣刀是在铣是在铣 床上加工成形表面的专用刀具，床上加工成形表面的专用刀具，与成形车刀相似，其刃形根据工件廓形设计计算。与成形车刀相似，其刃形根据工件廓形设计计算。 成成形形铣铣刀刀分分类类尖齿成形铣刀尖齿成形铣刀：齿数多，具有合理的后角，切削轻：齿数多，具有合理的后角，切削轻 快平稳，加工表面质量好，铣刀寿快平稳，加工表面质量好，铣刀寿 命高。刃磨工艺复杂。刃形简单一命高。刃磨工艺复杂。刃形简单一 般做成尖齿成形铣刀。般做成尖齿成形铣刀。 铲齿成形铣刀铲齿成形铣刀 ：其刃形与后面在铲齿车床上用铲刀：其刃形

14、与后面在铲齿车床上用铲刀 铲齿获得。刃形复杂的都作成铲铲齿获得。刃形复杂的都作成铲 齿成形铣刀。齿成形铣刀。一、铲齿成形铣刀的铲齿过程一、铲齿成形铣刀的铲齿过程 铲齿成形铣刀的刃形与后面是在铲齿车床上用铲刀铲铲齿成形铣刀的刃形与后面是在铲齿车床上用铲刀铲齿获得的。铲齿成形铣刀的齿背是阿基米德螺旋线，在刃齿获得的。铲齿成形铣刀的齿背是阿基米德螺旋线，在刃磨前面后，能保持刃形不变，而且后角变化很小。磨前面后，能保持刃形不变，而且后角变化很小。 二、铲削量及后角分析二、铲削量及后角分析 铲齿时，当铣刀转过齿间角铲齿时，当铣刀转过齿间角时，铲刀的径向移时，铲刀的径向移动量称为动量称为铲削量铲削量K。铲

15、削量。铲削量K的大小决定了铲齿成形的大小决定了铲齿成形铣刀顶刃侧后角铣刀顶刃侧后角f的大小，两者的关系为：的大小，两者的关系为：后角分析：后角分析： 由于刀刃上各点的铲削量相同，而其直径、偏角不相等，由于刀刃上各点的铲削量相同，而其直径、偏角不相等，所以刀刃上各点后角所以刀刃上各点后角0各不相等。各不相等。 刀刃上任意点刀刃上任意点x的侧后角的侧后角fx与名义侧后角与名义侧后角f的关系为：的关系为：fxxfxRRdKZtantanrxfxxRRsintantan0切削刃上任意点切削刃上任意点x的的0 x 与与f之间关系为：之间关系为： 通过分析，刀刃上任意点的直径愈大，或通过分析，刀刃上任意点

16、的直径愈大，或r愈小，则愈小，则ox愈小，但愈小，但ox 23。当。当ox过小时，可采取下列改善措施：过小时，可采取下列改善措施：1、增大成形铣刀的侧后角、增大成形铣刀的侧后角f 2、适当修改工件形状、适当修改工件形状3、在、在rx=00的切削刃处磨出凹槽或副偏角的切削刃处磨出凹槽或副偏角4、采用斜向铲齿、采用斜向铲齿适当修改工件形状适当修改工件形状磨出凹槽或副偏角磨出凹槽或副偏角采用斜向铲齿采用斜向铲齿三、正前角铲齿成形铣刀廓形设计三、正前角铲齿成形铣刀廓形设计 所谓所谓铣刀廓形铣刀廓形是指铣刀刀齿轴向平面的形状尺是指铣刀刀齿轴向平面的形状尺寸。成形铣刀廓形设计原理与成形车刀相似。寸。成形铣

17、刀廓形设计原理与成形车刀相似。 四、成形铣刀结构参数四、成形铣刀结构参数成成形形铣铣刀刀结结构构参参数数铣刀直径铣刀直径 Hmdd221孔径孔径 1d槽深槽深 rKhH齿数齿数 pdZ1侧前角侧前角 f侧后角侧后角 f铲削量铲削量 K齿槽角齿槽角 平底形式平底形式 容容屑屑槽槽槽槽底底形形式式 加强型形式加强型形式 铣刀宽度铣刀宽度B一般比工件廓形最大宽度大一般比工件廓形最大宽度大15mm，并，并采用标准系列尺寸。采用标准系列尺寸。加强槽底成形铣加强槽底成形铣刀的结构形状刀的结构形状 为了保证铣刀有足够重磨次数和强度，初步为了保证铣刀有足够重磨次数和强度，初步确定结构尺寸后要进行确定结构尺寸后要进行验算验算 ：1铣刀厚度铣刀厚度 ，如不能满足应加大铣刀外径。，如不能满足应加大铣刀外径。2刀齿齿根厚度刀齿齿根厚度 时，时， ，其中其中 ；当